DE3687593T2 - METHOD FOR CARRYING OUT THERMAL CHOCKS IN THE ELECTRONICS AREA. - Google Patents
METHOD FOR CARRYING OUT THERMAL CHOCKS IN THE ELECTRONICS AREA.Info
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Thermoschocktests in der Elektronikindustrie.The present invention relates to a method for carrying out thermal shock tests in the electronics industry.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung derartiger Tests mit Hilfe von Perfluorpolyethern.In particular, the invention relates to a method for carrying out such tests using perfluoropolyethers.
Der Thermoschocktest (TST), dessen Einzelheiten in US MIL STD 883-1105,1 beschrieben sind, besteht darin, daß man die elektronischen Komponenten thermischen Hoch- und Tieftemperaturzyklen unterzieht und anschließend sowohl die physikalischen Eigenschaften der Materialien als auch ihre elektrischen Funktionseigenschaften testet.Thermal shock testing (TST), the details of which are described in US MIL STD 883-1105.1, involves subjecting electronic components to high and low temperature thermal cycles and then testing both the physical properties of the materials and their electrical performance.
In der Praxis werden die Komponenten alternativ und wiederholt in eine heiße inerte Flüssigkeit und in eine kalte inerte Flüssigkeit getaucht. Die Temperaturen, bei denen die Tests gewöhnlich durchgeführt werden, hängen von dem Grad der Zuverlässigkeit ab, der für die elektronischen Komponenten erforderlich ist. Die geeignetsten Temperaturpaare sind: -55 und +125ºC; -65 und +150ºC; -65 und +200ºC; in diesen Fällen sind Temperaturschwankungen von +10ºC für die heißen Bäder und -10ºC für die kalten Bäder erlaubt.In practice, the components are immersed alternately and repeatedly in a hot inert liquid and in a cold inert liquid. The temperatures at which the tests are usually carried out depend on the level of reliability required for the electronic components. The most suitable temperature pairs are: -55 and +125ºC; -65 and +150ºC; -65 and +200ºC; in these cases, temperature variations of +10ºC for the hot baths and -10ºC for the cold baths are allowed.
Die Übertragung der elektronischen Vorrichtungen von einem Bad zum andern und umgekehrt, muß innerhalb sehr kurzer Zeitspannen, nicht länger als 10 Sekunden stattfinden.The transfer of the electronic devices from one bath to another and vice versa must take place within very short periods of time, not longer than 10 seconds.
Für diesen Test werden herkömmlicherweise hochfluorierte Flüssigkeiten eingesetzt. In der Tat ist es bekannt, daß die Verbindungen mit hohem Fluorgehalt eine außergewöhnlich günstige Kombination von ausgezeichneten Eigenschaften, z. B. chemische Reaktionsträgheit, thermische Stabilität, Nichtentflammbarkeit, hohen elektrischen Widerstand, geringe Oberflächenspannung, schlechte Wasserlöslichkeit, Verträglichkeit mit vielen Materialien, wie z. B. Elastomeren, Plastomeren und Metallen, zeigen.Highly fluorinated liquids are traditionally used for this test. In fact, it is known that the compounds with high fluorine content have an exceptionally favorable combination of excellent properties, e.g. chemical inertness, thermal stability, non-flammability, high electrical resistance, low surface tension, poor water solubility, compatibility with many materials such as elastomers, plastomers and metals.
Perfluoralkane mit linearer oder cyclischer Struktur, die durch Fluorierung von aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen erhalten werden, sind bekannt. Ein für cyclische Verbindungen repräsentatives Beispiel ist Perfluordimethylcyclohexan, das durch Umsetzung von Xylol mit CoF&sub3; erhalten wird.Perfluoroalkanes with linear or cyclic structure, obtained by fluorination of aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons, are known. A representative example of cyclic compounds is perfluorodimethylcyclohexane, which is obtained by reacting xylene with CoF3.
Die so erhaltenen Flüssigkeiten sind jedoch nicht vollständig fluoriert, da sie Nebenprodukte enthalten, die noch Wasserstoffatome aufweisen. Die Anwesenheit derartiger Nebenprodukte vermindert die thermische Stabilität und die chemische Reaktionsträgheit derartiger fluorierter Flüssigkeiten, was ihr Anwendungsgebiet beschränkt.However, the liquids obtained in this way are not completely fluorinated because they contain by-products that still contain hydrogen atoms. The presence of such by-products reduces the thermal stability and chemical inertness of such fluorinated liquids, which limits their field of application.
Darüberhinaus haben diese Flüssigkeiten keine sehr hohen Siedetemperaturen, wenn ihre Fließpunkte sehr niedrig sind, selbst wenn sie vollständig fluoriert sind.Furthermore, these liquids do not have very high boiling temperatures if their pour points are very low, even if they are fully fluorinated.
Unter "Fließpunkt" wird die Temperatur verstanden, bei der die Flüssigkeit nach dem Abkühlen ihre physikalischen Eigenschaften modifiziert, d. h., bei der aufgrund ihrer Viskositätszunahme ihre Fließfähigkeit abnimmt. Im allgemeinen wird als Fließpunkt die Temperatur angenommen, bei der die Viskosität den Wert von 100 000 cSt (Standard ASTM D 97) erreicht. Z.B. liegt für Fließpunkte von -70ºC die Siedetemperatur höchstens in der Größenordnung von 100ºC, während die Produkte mit höheren Siedetemperaturen, in der Größenordnung von 210ºC, an dem Nachteil leiden, daß sie zu hohe Fließpunkte, in der Größenordnung von -20ºC, aufweisen.The term "pour point" is understood to mean the temperature at which the liquid modifies its physical properties after cooling, i.e. at which its fluidity decreases due to an increase in viscosity. In general, the pour point is considered to be the temperature at which the viscosity reaches 100,000 cSt (ASTM D 97 standard). For example, for pour points of -70ºC, the boiling point is at most of the order of 100ºC, while products with higher boiling points, of the order of 210ºC, suffer from the disadvantage of having pour points that are too high, of the order of -20ºC.
Es sind auch perfluorierte Verbindungen mit Ether- oder Amin- Struktur bekannt, die durch Elektrofluorierung in Fluorwasserstoffsäure der entsprechenden hydrierten Verbindung erhalten werden. Ein für diese Verbindungen repräsentatives Beispiel ist Perfluortributylamin.Perfluorinated compounds with ether or amine structure are also known, which are obtained by electrofluorination in hydrofluoric acid of the corresponding hydrogenated compound. A representative example of these compounds is perfluorotributylamine.
Auch in diesem Fall sind die Flüssigkeiten, die erhalten werden, nicht vollständig fluoriert, wie es für die oben beschriebenen Flüssigkeiten geschieht, und zeigen dieselben Nachteile.Also in this case, the liquids obtained are not completely fluorinated, as happens for the liquids described above, and present the same disadvantages.
In Tabelle 1 sind die physikalischen Eigenschaften einiger der oben erwähnten Produkte aufgeführt. TABELLE 1 Produkt Siedepunkt Fließpunkt Perfluortributylamin Perfluortripentylamin Mischung von cyclischen Ethern der Formel C&sub8;F&sub1;&sub6;O PerfluordimethylcyclohexanTable 1 lists the physical properties of some of the products mentioned above. TABLE 1 Product Boiling point Pour point Perfluorotributylamine Perfluorotripentylamine Mixture of cyclic ethers of the formula C₈F₁₆O Perfluorodimethylcyclohexane
Wie ersichtlich, kann eine Gruppe dieser Produkte nur bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, während eine andere Gruppe nur bei niedrigen Temperaturen verwendet werden kann. In der Tat ist der Bereich für die Siedetemperatur und den Fließpunkt im allgemeinen relativ breit, aber nicht breit genug, um es zu ermöglichen, daß dieselbe perfluorierte Verbindung sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden kann.As can be seen, one group of these products can only be used at high temperatures, while another group can only be used at low temperatures. Indeed, the range for the boiling temperature and pour point is generally relatively wide, but not wide enough to allow the same perfluorinated compound to be used at both high and low temperatures.
Die zur Klasse der Amine gehörigen Verbindungen haben hohe Fließpunkte, wenn sie relativ hohe Siedepunkte aufweisen; die Klasse der cyclischen Ether hat einen Fließpunkt, der auch sehr niedrig sein kann, aber die entsprechenden Siedetemperaturen sind niedrig.The compounds belonging to the class of amines have high Pour points if they have relatively high boiling points; the class of cyclic ethers has a pour point that can also be very low, but the corresponding boiling temperatures are low.
Aus GB-A-1 104 482 und US-A-3 665 041 war es bekannt, daß Perfluorpolyetherfraktionen als Flüssigkeiten für den Wärmeaustausch geeignet und hitzebeständig sind.From GB-A-1 104 482 and US-A-3 665 041 it was known that perfluoropolyether fractions are suitable as liquids for heat exchange and are heat-resistant.
Perfluorierte Flüssigkeiten wurden im Stand der Technik als ideale Flüssigkeiten für TST-Bäder angesehen, wie in EVAL. ENG. (USA), Band 9, Nr. 6, 1970 ausgeführt. Auf Seite 8 erwähnt dieser Artikel die Verwendung von FC77 und FC43 als diskrete perfluorierte Flüssigkeiten für die niedrigen und hohen Temperaturen in dem TST.Perfluorinated liquids have been considered in the prior art as ideal liquids for TST baths, as detailed in EVAL. ENG. (USA), Vol. 9, No. 6, 1970. On page 8, this article mentions the use of FC77 and FC43 as discrete perfluorinated liquids for the low and high temperatures in the TST.
Die Verwendung von Paaren von voneinander verschiedenen Flüssigkeiten für die niedrigen und die hohen Temperaturen im TST bringt ein Problem mit sich, das sowohl von praktischem als auch von wirtschaftlichem Charakter ist.The use of pairs of different fluids for the low and high temperatures in the TST involves a problem that is both practical and economic in nature.
In der Praxis verursacht die schnelle Übertragung der im Test befindlichen Teile vom kalten zum heißen Bad und umgekehrt aufgrund des Abtropfens der Flüssigkeit folgendes: (1) Gegenseitige Verunreinigung der Bäder und folgliche Veränderungen der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Flüssigkeiten; (2) Verlust durch Verdampfen von Aliquota, der auch merklich sein kann, der niedrigsiedenden Flüssigkeit, wenn diese in den Hochtemperatur-Tank geschleppt wird, und wenn die heißen Teile in das kalte Bad getaucht werden; (3) Zunahme der Viskosität der niedrigsiedenden Flüssigkeit, die durch die hochsiedende Flüssigkeit verunreinigt ist; (4) gleichzeitige Abnahme des Spiegels der kalten Flüssigkeit und Zunahme des Spiegels der heißen Flüssigkeit (tatsächlich geschieht es, daß mehr kalte Flüssigkeit eingeschleppt wird, die unter den Verwendungsbedingungen sehr viskos ist); (5) erforderliches Abschalten der Ausrüstung von Zeit zu Zeit, um die Flüssigkeiten zu ersetzen; (6) Erfordernis, eine Rektifizier-Einheit zur Hand zu haben, um die zwei gegenseitig verunreinigten Flüssigkeiten zurückzugewinnen.In practice, the rapid transfer of the parts under test from the cold to the hot bath and vice versa, due to the dripping of the liquid, causes: (1) mutual contamination of the baths and consequent changes in the physico-chemical properties of the liquids; (2) loss by evaporation of aliquots, which may also be appreciable, of the low boiling liquid when the latter is dragged into the high temperature tank and when the hot parts are immersed in the cold bath; (3) increase in the viscosity of the low boiling liquid contaminated by the high boiling liquid; (4) simultaneous decrease in the level of the cold liquid and increase in the level of the hot liquid (in fact, it happens that more cold liquid is dragged in, which is very viscous under the conditions of use); (5) necessary shutdown of the equipment from time to time to evaporate the liquids (6) the need to have a rectification unit on hand to recover the two mutually contaminated liquids.
Es besteht deshalb ein Bedarf für ein Verfahren zur Durchführung von Thermoschocktests mit Hilfe einer Flüssigkeit, die sich einzeln zur Verwendung sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen eignet, um die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden.There is therefore a need for a method for performing thermal shock tests using a liquid which is individually suitable for use at both high and low temperatures in order to avoid the disadvantages described above.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Bereitstellung eines Verfahrens zur Durchführung von Thermoschocktests, bei dem nur eine einzige Flüssigkeit für sowohl die niedrigen als auch die hohen Temperaturen eingesetzt wird, die die Anforderungen an die chemische Reaktionsträgheit erfüllt und gleichzeitig eine hohe Siedetemperatur, höher als die Temperatur, bei der der Test durchgeführt wird, und eine gute Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen, wie durch den Fließpunkt angezeigt, aufweist.The aim of the present invention is therefore to provide a method for carrying out thermal shock tests using only a single liquid for both the low and high temperatures, which meets the requirements for chemical inertness and at the same time has a high boiling temperature, higher than the temperature at which the test is carried out, and good flowability at low temperatures, as indicated by the pour point.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Durchführung von Thermoschocktests, welches umfaßt:The subject of the present invention is therefore a method for carrying out thermal shock tests, which comprises:
(A) Eintauchen der Probe in einen flüssigen Perfluorpolyether mit einem Molekulargewicht von wenigstens 390, bei einer Temperatur zwischen -75 und -55ºC, und ausgewählt aus Perfluorpolyethern, die Struktureinheiten des folgenden Typs umfassen:(A) immersing the sample in a liquid perfluoropolyether having a molecular weight of at least 390, at a temperature between -75 and -55ºC, and selected from perfluoropolyethers comprising structural units of the following type:
1) (CF(CF&sub3;)CF&sub2;O) und (CFXO), statistisch entlang der Perfluorpolyetherkette verteilt, worin X = -F, -CF&sub3; ist;1) (CF(CF₃)CF₂O) and (CFXO) randomly distributed along the perfluoropolyether chain, where X = -F, -CF₃;
2) (CF(CF&sub3;)CF&sub2;O);2) (CF(CF₃)CF₂O);
3) (CF(CF&sub3;)CF&sub2;O), diese Klasse umfaßt weiter die charakteristische Gruppe -CF(CF&sub3;) -CF(CF&sub3;)-;3) (CF(CF₃)CF₂O), this class further includes the characteristic group -CF(CF₃) -CF(CF₃)-;
4) (CF(CF&sub3;)CF&sub2;O), (C&sub2;F&sub4;O), (CFXO), statistisch entlang der Perfluorpolyetherkette verteilt, worin X gleich -F, -CF&sub3; ist;4) (CF(CF₃)CF₂O), (C₂F₄O), (CFXO), statistically along the perfluoropolyether chain, where X is -F, -CF₃;
5) (C&sub2;F&sub4;O), (CF&sub2;O), statistisch entlang der Perfluorpolyetherkette verteilt;5) (C₂F₄O), (CF₂O), randomly distributed along the perfluoropolyether chain;
6) (CF&sub2;CF&sub2;CF&sub2;O);6) (CF₂CF₂CF₂O);
7) (C&sub2;F&sub4;O);7) (C₂F₄O);
wobei diese Perfluorpolyether, wenn CF(CF&sub3;)CF&sub2;O-Einheiten vorhanden sind, eine kinematische Viskosität unter 8,5 cSt bei 20ºC und einen Destillationsverlust unter atmosphärischem Druck von nicht höher als 10 Gew.-% bei einer Temperatur unter 140ºC und wenigstens 90% bei Temperaturen nicht höher als 260ºC zeigen, während wenn CF(CF&sub3;)CF&sub2;O-Einheiten abwesend sind, sie eine kinematische Viskosität unter 18 cSt bei 20ºC und ein Destillationsverlust von nicht mehr als 10% bei Temperaturen unter 140ºC und wenigstens 90% bei Temperaturen nicht höher als 280ºC zeigen;said perfluoropolyethers, when CF(CF₃)CF₂O units are present, exhibit a kinematic viscosity below 8.5 cSt at 20°C and a distillation loss under atmospheric pressure of not higher than 10% by weight at a temperature below 140°C and at least 90% at temperatures not higher than 260°C, while when CF(CF₃)CF₂O units are absent, they exhibit a kinematic viscosity below 18 cSt at 20°C and a distillation loss of not more than 10% at temperatures below 140°C and at least 90% at temperatures not higher than 280°C;
(B) Herausnehmen der Probe aus dem Perfluorpolyether der Operation (A) und Eintauchen derselben in eine zweite Flüssigkeit, die aus demselben Perfluorpolyether wie in Operation (A) besteht, bei einer Temperatur zwischen 125 und 210ºC.(B) removing the sample from the perfluoropolyether of operation (A) and immersing it in a second liquid consisting of the same perfluoropolyether as in operation (A) at a temperature between 125 and 210ºC.
Perfluorpolyether mit einer Viskosität unter 6 cSt (bei 20ºC) und einem 10-90%-Destillationsbereich, der zwischen 150 und 230ºC liegt, oder mit einer Viskosität unter 10 cSt (bei 20ºC) mit einem 10-90%-Destillationsbereich, der zwischen 150 und 250ºC liegt, für Perfluorpolyether, die keine CF(CF&sub3;)CF&sub2;O-Einheiten umfassen, werden bevorzugt.Perfluoropolyethers with a viscosity below 6 cSt (at 20ºC) and a 10-90% distillation range that is between 150 and 230ºC, or with a viscosity below 10 cSt (at 20ºC) with a 10-90% distillation range that is between 150 and 250ºC for perfluoropolyethers that do not comprise CF(CF₃)CF₂O units are preferred.
Die Viskosität wird in der vorliegenden Erfindung immer bei 20ºC gemessen.The viscosity in the present invention is always measured at 20°C.
Die Perfluorpolyether, die die angegebenen Einheiten enthalten, sind bekannt und werden vorzugsweise aus den folgenden Klassen ausgewählt: The perfluoropolyethers containing the indicated units are known and are preferably selected from the following classes:
worin X = -F, -CF&sub3; ist; A und A', gleich oder verschieden voneinander, -CF&sub3;, -C&sub2;F&sub5;, -C&sub3;F&sub7; sein können; die Einheiten CF(CF&sub3;)CF&sub2;O und CFXO statistisch entlang der Perfluorpolyetherkette verteilt sind, m und n ganze Zahlen sind, n 0 sein kann und das Verhältnis min ≥ 2 ist, wenn n ≠ 0 und derart ist, daß die Viskosität unter dem oben angegebenen Wert von 8,5 cSt liegt.where X = -F, -CF₃; A and A', equal or different from each other, can be -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇; the units CF(CF₃)CF₂O and CFXO are randomly distributed along the perfluoropolyether chain, m and n are integers, n can be 0 and the ratio min ≥ 2 if n ≤ 0 and is such that the viscosity is below the value of 8.5 cSt given above.
Diese Perfluorpolyether werden erhalten durch die Hexafluorpropen-Photooxidationsreaktion gemäß dem Verfahren, wie es in GB-PS 1 104 482 beschrieben ist, und anschließende Umwandlung der Endgruppen in chemisch inerte Gruppen, wie es in GB-PS 1 226 566 beschrieben ist; These perfluoropolyethers are obtained by the hexafluoropropene photooxidation reaction according to the process described in British Patent No. 1,104,482 and subsequent conversion of the end groups into chemically inert groups as described in British Patent No. 1,226,566;
worin B -C&sub2;F&sub5;, -C&sub3;F&sub7; sein kann und m eine positive ganze Zahl und derart ist, daß die Viskosität des Produkts unter dem oben angegebenen Wert von 8,5 cSt liegt. Diese Verbindungen werden hergestellt durch ionische Oligomerisierung von Hexafluorpropenepoxid und anschließende Behandlung des Acylfluorids (-COF) mit Fluor, gemäß den Verfahren, wie sie in US-PS 3 242 218 beschrieben sind; wherein B may be -C₂F₅, -C₃F₇ and m is a positive integer and such that the viscosity of the product is below the value of 8.5 cSt given above. These compounds are prepared by ionic oligomerization of hexafluoropropene epoxide followed by treatment of the acyl fluoride (-COF) with fluorine according to the procedures described in U.S. Patent No. 3,242,218;
worin m eine derartige positive ganze Zahl ist, daß die Viskosität des Produkts unter dem oben angegebenen Wert von 8,5 cSt liegt.where m is a positive integer such that the viscosity of the product is below the above-mentioned value of 8.5 cSt.
Diese Produkte werden erhalten durch ionische Telomerisierung von Hexafluorpropenepoxid und anschließende photochemische Dimerisierung des Acylfluorids, gemäß Verfahren, wie sie in US-PS 3 214 478 beschrieben sind;These products are obtained by ionic telomerization of hexafluoropropene epoxide and subsequent photochemical dimerization of the acyl fluoride according to procedures described in U.S. Patent No. 3,214,478;
4) A'O[CF(CF&sub3;CF&sub2;O]m(C&sub2;F&sub4;O)n(CFXO)q-A, worin A und A' gleich oder verschieden voneinander, -CF&sub3;, -C&sub2;F&sub5;, -C&sub3;F&sub7; sein können; X -F, -CF&sub3; ist; m, n und q ganze Zahlen sind und auch gleich Null sein können, aber in jedem Fall derart sind, daß das durchschnittliche Molekulargewicht wenigstens 390 beträgt und die Viskosität innerhalb der oben angegebenen Grenze (8,5 cSt) liegt.4) A'O[CF(CF₃CF₂O]m(C₂F₄O)n(CFXO)q-A, wherein A and A' may be the same or different from each other, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇; X is -F, -CF₃; m, n and q are integers and may also be zero, but in any case are such that the average molecular weight is at least 390 and the viscosity is within the limit given above (8.5 cSt).
Diese Produkte werden hergestellt durch Photooxidation von Mischungen von C&sub3;F&sub6; und C&sub2;F&sub4; und anschließende Behandlung mit Fluor gemäß dem Verfahren, wie es in USP 3 665 041 beschrieben ist;These products are prepared by photooxidation of mixtures of C₃F₆ and C₂F₄ and subsequent treatment with fluorine according to the procedure described in USP 3,665,041;
5) CF&sub3;O(C&sub2;F&sub4;O)p(CF&sub2;O)q-CF&sub3;, worin p und q ganze Zahlen, die gleich oder verschieden voneinander sind, sind, worin das Verhältnis p/q zwischen 0,5 und 2 liegt, und derart sind, daß die Viskosität innerhalb der oben angegebenen Grenze (18 cSt) liegt. Diese Perfluorpolyether werden hergestellt wie in USP 3 715 378 beschrieben und anschließend gemäß USP 3 665 041 mit Fluor behandelt;5) CF₃O(C₂F₄O)p(CF₂O)q-CF₃, where p and q are integers, equal to or different from each other, in which the ratio p/q is between 0.5 and 2 and such that the viscosity is within the limit indicated above (18 cSt). These perfluoropolyethers are prepared as described in USP 3,715,378 and then treated with fluorine according to USP 3,665,041;
6) AO-(CF&sub2;CF&sub2;CF&sub2;O)m-A', worin A und A', gleich oder verschieden voneinander, -CF&sub3;, -C&sub2;F&sub5;, -C&sub3;F&sub7; sein können und m eine derartige ganze Zahl ist, daß die Viskosität des Produkts unter dem oben angegebenen Wert von 18 cSt liegt.6) AO-(CF₂CF₂CF₂O)m-A', wherein A and A', equal or different, can be -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇ and m is an integer such that the viscosity of the product is below the value of 18 cSt given above.
Diese Produkte werden gemäß europäischer Patentanmeldung EP 148 482 erhalten;These products are obtained according to European patent application EP 148 482;
7) DO-(CF&sub2;CF&sub2;0)r-D', worin D und D', gleich oder verschieden voneinander, -CF&sub3;&sub1; -C&sub2;F&sub5; sein können und r eine derartige ganze Zahl ist, daß die Viskosität des Produkts unter dem oben angegebenen Wert von 18 cSt liegt.7) DO-(CF₂CF₂O)r-D', wherein D and D', equal or different, may be -CF₃₁ -C₂F₅ and r is an integer such that the viscosity of the product is below the value of 18 cSt given above.
Diese Produkte werden gemäß USP 4 523 039 erhalten.These products are obtained according to USP 4 523 039.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten zeigen die Eigenschaft, daß sie eine schmale Molekulargewichtsverteilung aufweisen, wobei sowohl die- hochflüchtigen als auch die hochsiedenden Fraktionen abwesend sind.The liquids according to the invention exhibit the property that they have a narrow molecular weight distribution, with both the highly volatile and the high-boiling fractions being absent.
Darüberhinaus zeigen derartige Flüssigkeiten, indem sie gleichzeitig durch einen niedrigen Fließpunkt gekennzeichnet sind, eine ausreichend niedrige Viskosität zur Verwendung auch bei den angegebenen sehr niedrigen Temperaturen.In addition, such fluids, while being characterized by a low pour point, exhibit a sufficiently low viscosity for use even at the very low temperatures indicated.
Eine weitere Eigenschaft der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten ist ihre Flüchtigkeit; insbesondere im Falle einer Viskosität unter 4 cSt wird die Entfernung durch Verdampfung von den Komponenten am Ende des Tests leicht erhalten, so daß die getestete Komponente eingesetzt werden kann, ohne daß von ihr anschließend die Rückstände der im Test verwendeten Flüssigkeit abgewaschen werden müssen.Another property of the liquids according to the invention is their volatility; in particular in the case of a viscosity of less than 4 cSt, removal by evaporation from the components is easily obtained at the end of the test, so that the tested component can be used without having to subsequently wash off the residues of the liquid used in the test.
Im Falle einer Viskosität über 4 cSt wird eine Wäsche mit Chlorfluorkohlenstoff-Lösungsmitteln, z . B. Algofrene 113® bevorzugt, um irgendwelche Rückstände der Testflüssigkeit von der Komponente zu entfernen.In case of viscosity above 4 cSt, washing with chlorofluorocarbon solvents, e.g. Algofrene 113®, is preferred to remove any residue of the test fluid from the component.
Die gleichzeitige Anwesenheit dieser Eigenschaften in einer einzigen Flüssigkeit macht diese Klasse von Produkten zur Verwendung in TST besonders geeignet.The simultaneous presence of these properties in a single liquid makes this class of products particularly suitable for use in TST.
Die folgenden Beispiele werden nur zwecks Veranschaulichung der Erfindung gegeben und sollen diese nicht beschränken.The following examples are given for the purpose of illustrating the invention only and are not intended to limit it.
Zwei Edelstahl-Tanks A und B mit einem Fassungsvermögen von 20 Litern, deren Temperatur auf Temperaturen eingestellt werden kann, die höher (Tank A) bzw. niedriger (Tank B) als Raumtemperatur sind, werden vorbereitet.Two stainless steel tanks A and B with a capacity of 20 liters, the temperature of which can be set to temperatures higher (tank A) or lower (tank B) than room temperature, are prepared.
In die zwei Tanks werden 24,1 kg bzw. 36,7 kg einer Mischung von Perfluorpolyethern der allgemeinen Formel: In the two tanks, 24.1 kg and 36.7 kg respectively of a mixture of perfluoropolyethers of the general formula:
eingeführt, die auf der Basis der ¹&sup9;F-N.M.R.-Daten ein Verhältnis min = 3,8 und A = A' = CF&sub3; aufweist, wobei minimale Mengen an C&sub3;F&sub7;- und C&sub2;F&sub5;-Endgruppen anwesend sind.which, based on 19F NMR data, has a ratio min = 3.8 and A = A' = CF3, with minimal amounts of C3F7 and C2F5 end groups present.
Das durchschnittliche Molekulargewicht, bestimmt durch das VPO-Verfahren (Dampfdruckosmometrie), beträgt 480.The average molecular weight, determined by the VPO method (vapor pressure osmometry), is 480.
Der Perfluorpolyether weist eine kinematische Viskosität η = 2,2 cSt (bei 20ºC), einen Destillationsbereich gemäß dem Verfahren von ASTM 1078 von 161ºC-211ºC, einen Fließpunkt = -90ºC und eine spezifische Dichte von 1,79 g/ml bei 20ºC auf.The perfluoropolyether has a kinematic viscosity η = 2.2 cSt (at 20ºC), a distillation range according to the method of ASTM 1078 of 161ºC-211ºC, a pour point = -90ºC and a specific density of 1.79 g/ml at 20ºC.
Für den Tank A wird eine Temperatur von +125ºC, innerhalb von 25 Minuten erreicht, und für den Tank B eine Temperatur von -55ºC, innerhalb von 55 Minuten erreicht, ausgewählt.For tank A, a temperature of +125ºC is selected, reached within 25 minutes, and for tank B, a temperature of -55ºC, reached within 55 minutes, is selected.
Unter Verwendung eines Korbes werden in die zwei Tanks ein Satz von Chip-Trägern mit Plastikbehälter und eine Satz von mit keramischem Material beschichteten Widerständen alternativ eingeführt.Using a basket, a set of chip carriers with plastic containers and a set of resistors coated with ceramic material are alternatively inserted into the two tanks.
Der gesamte Zyklus dauert 60 Sekunden, wobei die gesamte Verweilzeit innerhalb eines jeden Tanks plus die Übertragungszeit 30 Sekunden beträgt.The entire cycle lasts 60 seconds, with the total residence time within each tank plus the transfer time being 30 seconds.
Nach 100 Zyklen enthalten die zwei Tanks 26,6 kg bzw. 32,8 kg Flüssigkeit.After 100 cycles, the two tanks contain 26.6 kg and 32.8 kg of fluid respectively.
Der größte Teil der verlorengegangenen Flüssigkeit wird auf dem Arbeitstisch zwischen den zwei Tanks gefunden; 0,6 kg davon werden zurückgewonnen, so daß der gesamte Verdampfungsverlust nicht höher als 1,3 Gew.-% ist.Most of the lost liquid is found on the work table between the two tanks; 0.6 kg of it is recovered, so that the total evaporation loss is not higher than 1.3 wt%.
Am Ende der Tests scheint die Flüssigkeit unverändert und es werden auch keine Rückstände entweder in der Flüssigkeit oder in den Wärmeaustauschschlangen oder irgendwoanders gefunden.At the end of the tests, the fluid appears unchanged and no residues are found either in the fluid or in the heat exchange coils or anywhere else.
Der Test wird wie in Beispiel 1 beschrieben und unter Verwendung derselben Flüssigkeit durchgeführt, mit dem Unterschied, daß die Verweilzeit der Vorrichtungen, die getestet werden, innerhalb des kalten Tanks auf 90 Sekunden erhöht wird und die Zahl der Zyklen auf 20 vermindert wird.The test is carried out as described in Example 1 and using the same liquid, with the difference that the residence time of the devices being tested inside the cold tank is increased to 90 seconds and the number of cycles is reduced to 20.
Es wird beobachtet, daß die Temperatur-Fluktuationen im heißen Tank den Wert von 1ºC und im kalten Tank von 8ºC erreichen.It is observed that the temperature fluctuations in the hot tank reach the value of 1ºC and in the cold tank 8ºC.
Ähnlich zu den Beobachtungen in Beispiel 1 werden weder die Bildung von Rückständen noch Veränderungen der Flüssigkeit beobachtet.Similar to the observations in Example 1, neither the formation of residues nor changes in the liquid are observed.
Der Test wird wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, unter Verwendung einer Flüssigkeit mit derselben allgemeinen Formel wie oben unter Punkt (1) beschrieben und mit demselben m/n-Verhältnis, aber gekennzeichnet durch ein durchschnittliches Molekulargewicht von 490, Viskosität η= 2,38 cSt (bei 20ºC), 10-90%-Destillationsbereich von 162-218ºC, spezifische Dichte 1,80 g/ml, mit dem Unterschied, daß die Temperatur der Flüssigkeit auf -65 bzw. +150ºC eingestellt wird, und daß die Zahl der Zyklen 25 wird und die Verweilzeit 90 Sekunden bzw.The test is carried out as described in Example 1, using a liquid with the same general formula as described above in point (1) and with the same m/n ratio, but characterized by an average molecular weight of 490, viscosity η= 2.38 cSt (at 20ºC), 10-90% distillation range of 162-218ºC, specific gravity 1.80 g/ml, with the difference that the temperature of the liquid is set at -65 or +150ºC, and that the number of cycles becomes 25 and the residence time 90 seconds or 1 hour.
30 Sekunden ist.30 seconds.
Es wird beobachtet, daß die Temperatur des kalten Bades zwischen -65ºC und -74,8ºC fluktuiert, und daß der Perfluorpolyether jedoch flüssig genug bleibt, um keine Probleme zu verursachen. Während der Durchführung des Tests steigt der Flüssigkeitsspiegel im Tank A um 2 cm, aufgrund des Effekts des Einschleppens von kalter Flüssigkeit durch den Korb, der die Chip-Träger enthält. Es werden keine merklichen Verdampfungsverluste an Flüssigkeit aus dem Hochtemperatur-Tank beobachtet.It is observed that the temperature of the cold bath fluctuates between -65ºC and -74.8ºC, and that the perfluoropolyether remains liquid enough not to cause any problems. During the test, the liquid level in tank A rises by 2 cm due to the effect of cold liquid entrainment by the basket containing the chip carriers. No significant evaporative losses of liquid from the high temperature tank are observed.
Unter Verwendung desselben Systems von Tanks wie in Beispiel 1 beschrieben, mit dem Unterschied, daß sie durch eine Niveauleitung miteinander verbunden sind, so daß sich die Flüssigkeit frei zwischen den zwei Tanks bewegen kann, und daß die zwei Tanks auf konstante Temperaturen von -65ºC bzw. +150ºC gebracht werden, werden 100 Zyklen mit Verweilzeiten von 30 Sekunden in jedem Tank ohne Unbequemlichkeiten durchgeführt.Using the same system of tanks as described in Example 1, with the difference that they are connected by a level line so that the liquid can move freely between the two tanks and that the two tanks are brought to constant temperatures of -65ºC and +150ºC respectively, 100 cycles with residence times of 30 seconds in each tank are carried out without inconvenience.
Im Hochtemperatur-Bad werden keine Temperaturfluktuationen beobachtet, während die Temperaturfluktuationen im kalten Bad nicht höher als 5ºC sind. Es werden keine merklichen Flüssigkeitsverluste aufgrund von Verdampfung beobachtet.No temperature fluctuations are observed in the high temperature bath, while the temperature fluctuations in the cold bath are not higher than 5ºC. No noticeable liquid losses due to evaporation are observed.
Es wird eine Anlage eingesetzt, die ähnlich der von Beispiel 1 ist, aber mit 5 Liter-Tanks, von denen jeder mit zwei Thermoelementen für die Ablesung der Temperatur an zwei sich diametral gegenüberliegenden Seiten ausgerüstet und mit demselben Polyether wie in Beispiel 3 gefüllt ist.A plant similar to that of Example 1 is used, but with 5-litre tanks, each equipped with two thermocouples for reading the temperature on two diametrically opposite sides and filled with the same polyether as in Example 3.
Die Tanks werden auf eine konstante Temperatur von +125ºC bzw. -55ºC gebracht und zwei Testreihen, mit jeweils 40 Zyklen, mit Verweilzeiten von 5 Minuten im Hochtemperaturbad und von 5 Minuten im kalten Bad werden unter genauer Befolgung der Arbeitsbedingungen wie unter Standard MIL 883C, Methode 1011.5 durchgeführt. Die Temperaturfluktuationen liegen in der Größenordnung von etwa 3ºC für das kalte Bad und von etwa 1ºC für das heiße Bad. Im heißen Bad zeigen die Thermoelemente niemals wechselseitige Temperaturunterschiede von mehr als 0,1ºC an und im kalten Bad übersteigen diese Unterschiede niemals 0,8ºC.The tanks are brought to a constant temperature of +125ºC or -55ºC and two test series, each with 40 cycles, with residence times of 5 minutes in the high temperature bath and of 5 minutes in the cold bath are carried out under strict compliance with the working conditions as per standard MIL 883C, method 1011.5. The temperature fluctuations are of the order of about 3ºC for the cold bath and about 1ºC for the hot bath. In the hot bath the thermocouples never show mutual temperature differences of more than 0.1ºC and in the cold bath these differences never exceed 0.8ºC.
Am Ende des Tests wird beobachtet, daß der Spiegel im Hochtemperatur-Tank von 9,9 auf 10 cm gestiegen ist (wie bei 125ºC gemessen), während im anderen Tank der Spiegel von 8,6 auf 8 cm gefallen ist (wie bei -55ºC gemessen).At the end of the test, it is observed that the level in the high temperature tank has increased from 9.9 to 10 cm (as measured at 125ºC), while in the other tank the level has fallen from 8.6 to 8 cm (as measured at -55ºC).
Die Zunahme des Flüssigkeitsvolumens im heißen Tank beträgt 50 ml und der Flüssigkeitsverlust aus dem kalten Tank beträgt 350 ml, wobei der größte Teil auf dem Arbeitstisch zwischen den beiden Tanks eingesammelt wird.The increase in liquid volume in the hot tank is 50 ml and the liquid loss from the cold tank is 350 ml, most of which is collected on the work table between the two tanks.
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